Блог

Jun 17, 2024

Сухая кирка

Scientific Reports, том 12, номер статьи: 10936 (2022) Цитировать эту статью 2455 Доступов 2 Цитирования 3 Подробности об альтметрических метриках Мы представляем метод сухой сборки методом «взять и перевернуть» для углового разрешения.

Том 12 научных отчетов, номер статьи: 10936 (2022) Цитировать эту статью

2455 Доступов

2 цитаты

3 Альтметрика

Подробности о метриках

Мы представляем метод сухой сборки методом «взять и перевернуть» для фотоэмиссионной спектроскопии с угловым разрешением (ARPES) гетероструктур Ван-дер-Ваальса. Объединив акриловую смолу Elvacite2552C и ионную жидкость 1-этил-3-метилимидазолия, мы получили полимеры с температурой стеклования (Tg) в диапазоне от 37 до 100 ℃. Адгезия полимера к 2D-кристаллам улучшалась при \({T}_{\text{g}}\. Используя разницу в \({T}_{\text{g}}\), двумерную гетероструктуру можно перенести из полимера с высоким содержанием \({T}_{\text{g}}\) в полимер с более низким -\({T}_{\text{g}}\) полимер, позволяющий переворачивать его поверхность вверх дном. Этот процесс подходит для сборки гетероструктур для ARPES, где верхний покрывающий слой должен представлять собой монослой графена. Лазерные микрофокусированные измерения ARPES 5-слойного WTe2, 3-слойного MoTe2, 2-слойного WTe2/несколько слоев Cr2Ge2Te6 и скрученного двойного бислоя WTe2 показывают, что этот процесс можно использовать в качестве универсального метода изготовления образцов для исследования. энергетические спектры 2D гетероструктур.

Двумерные гетероструктуры Ван-дер-Ваальса открывают беспрецедентные возможности для изучения возникающей коррелированной физики1. Фотоэмиссионная спектроскопия с угловым разрешением (ARPES), возможно, является наиболее прямым инструментом для изучения зонных электронных структур двумерных гетероструктур Ван-дер-Ваальса2. Однако изучение таких гетероструктур с помощью ARPES является сложной задачей. Чтобы обеспечить требования к поверхностной чувствительности для ARPES, где большая часть фотовозбужденных электронов возникает из нескольких верхних атомных слоев3, требуется образец с атомарно плоской и чистой поверхностью в условиях сверхвысокого вакуума2,4,5,6,7,8,9 ,10. Покрытие поверхности гетероструктуры Ван-дер-Ваальса монослойным графеном или гексагональным нитридом бора (h-BN) помогает удовлетворить это требование6. Гидрофобная природа графена и поверхности h-BN позволяет удалять адсорбированные загрязнения путем отжига в условиях сверхвысокого вакуума. Кроме того, он позволяет исследовать энергетические спектры гетероструктур, в которых гибридизация зонных структур с графеном и h-BN отсутствует. Фотовозбужденные электроны могут покинуть гетероструктуру, не теряя своего импульса и энергии.

Подходом к изготовлению гетероструктур Ван-дер-Ваальса для ARPES является сборка с сухим съемом6,11,12,13. Монослойный графен сначала захватывается полимером (обычно поликарбонатной пленкой на полидиметилсилоксановом блоке)14. Впоследствии целевые 2D-кристаллы последовательно захватываются путем прикосновения монослоя графена к 2D-кристаллам. Наконец, гетероструктуры были перенесены на кремниевую подложку. Хотя эти методы позволяют получить ARPES WTe26 и WSe211, остаются некоторые проблемы. Это связано с тем, что (i) монослой графена на полимере рвется после нескольких циклов захвата, что предотвращает сборку гетероструктур с несколькими слоями. 2. Эффективность улавливания двумерных чешуек монослоем графена ниже, чем в случае использования более толстых чешуек. (iii) Этот процесс несовместим с методом отрыва и укладки для изготовления скрученных гетероструктур с точным контролем угла поворота, поскольку он требует помещения толстой двумерной чешуйки на захватывающий полимер15. Поэтому существует потребность в разработке метода сборки гетероструктур в обратном порядке, то есть от толстых чешуек к тонким чешуйкам, переворачивания их поверхности вверх дном и падения на определенную подложку, который мы называем сборкой Pick-and-Flip. техника. На данный момент было разработано несколько методов сборки методом «взять и перевернуть» для изготовления гетероструктур Ван-дер-Ваальса для СТМ-измерений, однако эти методы несовместимы с обычными перчаточными камерами, поскольку в них используется вода16,17 или органические растворители18 для переноса гетероструктур из одного полимера. штамп на другой второй штамп.